Эффективность модифицированной атмосферы при хранении плодов, ягод и овощей

Основой профилактики здоровья человека является сбалансированное питание, важным элементом которого является потребление свежих фруктов и овощей, как источников комплекса биологически активных веществ (БАВ), доля которых в ежедневном рационе должна составлять не менее 40%, т.е. 700-800 г.

Ценными источниками БАВ являются – смородина, земляника, жимолость, малина, вишня, боярышник, капуста и другие фрукты и овощи. Сезонный характер, короткие сроки, ограниченный сортимент поступления на рынок и в сети супермаркетов свежей продукции, обусловлены относительно быстрым периодом их созревания и потери качества, высокой чувствительностью к повреждениям при уборке, хранении и транспортировке.

Для ингибирования интенсивности дыхания, снижения потерь массы и увеличения продолжительности хранения плодов, ягод и овощей имело место применение модифицированной атмосферы (МА), однако ее использование связано с большими рисками: высокое содержание СО₂ и этилена может вызвать повреждения, а образующаяся капельная влага способствует усилению развития грибных гнилей [1].

Таким образом, стимулом для разработки инновационных технологий хранения и транспортировки скоропортящихся плодов, ягод и овощей являются потребности производства, потребности рынка садоводческой продукции и достижения науки. Использование принципиально новых пленок для создания модифицированной атмосферы — МА (пакеты фирмы «SteРak», Израиль), позволяет усовершенствовать технологический процесс, продлить сроки хранения скоропортящейся продукции садоводства (плоды, ягоды, овощи), обеспечивая максимальное сохранение качества. Пакеты производятся для разных видов плодов и овощей, с учетом интенсивности дыхания продукции и обеспечивают условия, препятствующие образованию конденсата на поверхности пленки и продукта.

На основе анализа отечественной, зарубежной литературы и результатов собственных многолетних исследований было установлено, что послеуборочная обработка 1-МЦП (препарат Фитомаг®) позволяет ингибировать синтез этилена, процессы созревания и старения, значительно снизить потери и сохранить качество плодов [1,2,3].

В связи с вышеизложенным, целью наших исследований было изучить влияние модифицированной атмосферы, созданной с помощью пакетов фирмы «SteРak» на сроки хранения, качество, убыль массы скоропортящихся плодов, ягод и овощей и комплексного влияния МА в сочетании с послеуборочной обработкой препаратом Фитомаг® (МА+ Фитомаг®) на продолжительность хранения и качество различных видов капусты.

Материалы и методы

Ягоды, косточковые плоды

Работа выполнялась в 2007-2010 гг. в отделе послеуборочных технологий, на базе опытно – производственных насаждений плодовых и ягодных культур ГНУ ВНИИС им. И.В. Мичурина.

Объекты исследований: сорта вишни — Десертная Морозовой, Лебедянская, Харитоновская, Тамарис; земляники — Кама, Марышка; жимолости — Гжелка, Антошка, Памяти Куминова, Голубое веретено; малины – Яркая, Суламифь; смородины черной — Зеленая дымка, Маленький принц; смородины красной — Виксне; боярышника – Огни Мичуринска.

Сбор плодов и ягод проводили в сухую погоду, при достижении типичных для сорта размеров и окраски, но с плотной консистенцией мякоти.

В качестве тары использовали пластмассовые емкости для пищевых продуктов объемом 500 – 1000 см³. На хранение закладывали плоды I товарного сорта согласно ГОСТу в день съема. (Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур, 1973).

Перед закладкой на хранение контейнеры с плодами и ягодами охлаждали в холодильнике в течение двух часов при температуре 2°C. Далее – часть контейнеров с продукцией помещали в пакеты, пакеты герметизировали.

Хранение плодов и ягод в ОА и МА проводили при температуре +2°C.

В результате предварительно проведенных исследований нами не установлено положительного влияния послеуборочной обработки препаратом Фитомаг® на сохранение качества плодов и ягод (поэтому данный вариант был исключен из дальнейших исследований).

Варианты опыта:

1. ОА – хранение в обычной атмосфере (ОА);
2. МА — хранение в модифицированной атмосфере (МА).

Капуста

Объекты исследований: капуста брокколи, цветная, пекинская, белокочанная.

Работа выполнялась в 2008-2010 гг. в отделе послеуборочный технологий, на базе опытных участков кафедры овощеводства МичГАУ. Сбор капусты проводили в сухую погоду, при достижении типичных для сорта размеров и плотности кочана (для некоторых видов).

В качестве тары использовали пластмассовые или деревянные ящики.

При температуре 15°С часть ящиков с продукцией обрабатывали в течении суток препаратом Фитомаг®, далее охлаждали и часть помещали в пакеты, пакет герметизировали. Аналогичным образом поступали с необработанной партией.

Хранение капусты в ОА и МА проводили при температуре +2°C.

Варианты опыта:

1. ОА+контроль;
2. ОА+ Фитомаг®;
3. МА+контроль;
4. МА+ Фитомаг®.

После хранения плоды, ягоды и овощи выдерживали при комнатной температуре в течении 2-3 дней для оценки их качества в условиях жизни на полке (Shelf life).

Результаты исследований

Ягоды, косточковые плоды

Биологические особенности скоропортящихся плодов и ягод — тонкость покровных тканей и клеточных стенок, слабая водоудерживающая способность коллоидов, что обуславливает их низкую лежкоспособность [4]. Кроме того, на сохранение фруктов существенное влияние оказывает генотип сорта, степень зрелости, агротехнические, экологические факторы выращивания. Способствуют сохранению скоропортящейся продукции условия, препятствующие испарению влаги и ингибирующие дыхание.

Как отмечали еще в 1913 г Никитинский Я.Я., Церевитинов Ф.В. «Высокая сохраняемость продукции достигается при оптимальном сочетании температуры, влажности и состава газовой среды» [4]. В наших опытах через 7-10 дней газовый состав внутри упаковки (МА) стабилизировался и составлял до конца хранения в пакетах со смородиной черной: СО₂ – 3,4 — 4,4%, О₂ – 17,5-18,5%, смородиной красной: СО₂ – 4,5-5,1%, О₂ – 16,5-17,0 %, малиной: СО₂ – 6,5 – 7,2%, О₂ – 16,5-17,5%, жимолостью: СО₂ –3,0-3,5%, О₂ – 17,5-18,0%, вишней: СО₂ –3,5-6,0%, О₂ – 16,5-18,0%, при t=+2°С и 95-98% влажности воздуха. Условия хранения в обычной атмосфере: СО₂ –0,03%, О₂ –21%, при t=+2°С и 80-85% влажности воздуха.

Условия хранения в ОА и МА оказали существенное влияние на продолжительность хранения и качество плодов и ягод.

Смородина черная. В результате исследований была установлена возможность сохранения ягод смородины черной в течении 20 суток в МА без существенных потерь товарных и вкусовых качеств. Так, убыль массы ягод черной смородины сорта Маленький принц в контроле составила 5,4%, а в пакетах – 0,9%, дегустационная оценка – 3,8 и 4,4 балла, сорта Зеленая дымка – 4,0 и 1,6% , дегустационная оценка – 4,2 и 4,8 балла соответственно (таблица 1).

Таблица 1. Влияник продолжительности хранения на убыль массы ягод смородины, %

Как мы уже отмечали, существенное влияние на сохраняемость продукции оказывает генотип сорта и степень ее зрелости при закладке на хранение [5]. При съеме ягоды сорта Зеленая дымка отличались плотной консистенцией мякоти, сухим отрывом, а ягоды сорта Маленький принц — мягкой консистенцией и мокрым отрывом. Через 7 дней хранения в ОА и 14 — в МА ягоды сорта Маленький принц слиплись, на дне контейнера скапливался выделившийся сок, на деформированных участках ягоды появилась плесень. При этом после 20 дней хранения в МА ягоды сорта Зеленая дымка оставались свежими, привлекательными. Необходимо отметить, что при повышении температуры хранения (имитация условий «жизнь на полке») все изучаемые варианты и сорта резко теряли товарные качества. В связи с этим, важной составляющей доведения ягод смородины черной до потребителя является создание условий, без резких колебаний температурного режима, что возможно при использовании витрин-холодильников.

Смородина красная. Биологические особенности ягод смородины красной и условия МА обеспечили продление сроков хранения, сохранение высоких товарных и вкусовых качеств, по сравнению с продукцией, хранившейся в ОА.

В результате проведенных исследований видимые изменения качества ягод – увядание (потеря массы – 4,8%) были отмечены в ОА через 14 дней хранения. В МА после 25 дней хранения ягоды сорта Виксне сохранили товарные и вкусовые качества на достаточно высоком уровне, убыль массы ягод к этому сроку в МА и ОА составила – 1,2 и 6,5% соответственно, дегустационная оценка – 4,7 и 3,9 балла соответственно.

В результате исследований было установлено, что модифицированная атмосфера обеспечивает не только увеличение сроков хранения ягод (на 10-12 дней, по сравнению с ОА), но и сохранение питательной ценности. Так, содержание аскорбиновой кислоты в ягодах сорта Виксне через 18 дней хранения в МА и ОА составляло – 67,7 и 50,7 мг% соответственно (рис. 1).

Рисунок 1. Влияние условий хранения на содержание аскорбиновой кислоты в ягодах смородины черной и красной

Аналогичные результаты получены на сорте смородины черной Маленький принц (рис. 1).

Земляника. В Мировой практике широко используется модифицированная атмосфера для кратковременного хранения и транспортирования ягод земляники. Проработаны элементы технологии: от создания новых сортов – до элементов упаковки.

Российский потребитель не всегда с большим энтузиазмом принимает новинки (не нравится вкус, аромат, консистенция ягоды).

Исследования, проведенные на известных в России сортах Кама, Марышка показали перспективность использования пакетов фирмы «SteРak» для продления сроков их хранения.

Так на 5-6 день хранения в ОА были отмечены первые признаки ухудшение товарных качеств, особенно у сорта Марышка (отличающегося более нежной консистенцией мякоти). После 15 суток хранения в МА ягоды изучаемых сортов имели хороший внешний вид, вкус и сохранили присущий сорту аромат, в ОА продолжилось ухудшение качества – проявились потемнения, сдавленности, загнивание. Потеря массы ягод сортов Кама и Марышка в МА составила — 0,7% и 1,4%, в ОА – 3,0% и 7,6 % соответственно. При имитации условий «жизнь на полке» 80% ягод из ОА уже на 3 день поражалось гнилью, в МА потери от микробиологических заболеваний составили 2,0-4,5% соответственно.

Полученные данные показывают возможность использования модифицированной атмосферы для кратковременного хранения и транспортировки сортов земляники, районированных в России.

Жимолость. Биологической особенностью культуры является неоднородное (половинка зеленая, половинка бурая) и неодновременное созревание плодов.

Известно, что генотип сорта определяет биохимический состав, товарные и вкусовые качества ягод [6] (таблица 2).

Таблица 2. Влияние сорта на содержание биохимических показателей в плодах жимолости. 2008 г.

Отмеченные товарные, биохимические особенности сортов оказали существенное влияние на результаты исследований.

После 10 дней хранения в ОА потери массы плодов сортов Гжелка, Антошка, Памяти Куминова и Голубое веретено составили 4,0, 3,4, 6,2, 5,4% соответственно, в МА в 3-4 раза ниже – 1,5, 1,4, 1,6, 1,8% соответственно.

Было отмечено, что партии сорта Голубое веретено выгодно отличались от других сортов красивым внешним видом (ягоды крупные, равномерно окрашены), свежестью, отсутствием повреждений, что позволило нам продлить сроки хранения этого сорта до 20 дней. В результате — хранение в МА позволило удержать потери массы плодов на уровне 2,9%, в то время, как в ОА они достигли 7,8%, кроме того, ягоды из МА оставались свежими и плотными.

Результаты хранения сортов Гжелка, Антошка, Памяти Куминова еще раз доказали недопустимость использования для хранения неоднородных по степени зрелости плодов. Через 10 дней хранения в ОА у этих сортов зелено-бурые половинки ягод стали коричневыми, размягчились, сморщились (содержание таких ягод в партии составляло 30-40%). При хранении в МА указанные процессы — усилились.

Таким образом, ягоды жимолости, предназначенные для хранения и транспортировки должны быть типичными по форме, однородными по окраске и степени зрелости, что возможно только при выборочном съеме.

Малина. Биологической особенностью ягод является высокая интенсивность дыхания, а слабая защищенность покровными тканями способствует поражению фитопатогенными микроорганизмами, что значительно сокращает период хранения.

В условиях ОА незначительное ухудшение качества ягод было отмечено на 5 день хранения (слабое выделение экссудата на дне контейнера). После 10 дней хранения в МА ягоды сортов Яркая и Суламифь отличались свежестью, высокими вкусовыми качествами и присущим сорту ароматом. Высокое качество сохранялось и в период «жизнь на полке». Потеря массы ягод сортов Яркая и Суламифь в МА составила 1,1 и 1,2%, дегустационная оценка 4,8 и 4,6 балла соответственно, в ОА — 4,4 и 4,0% и 4,2, 3,8 балла соответственно.

Вишня. В результате исследований установлена эффективность модифицированной атмосферы (пакеты фирмы «Stepac») для увеличения продолжительности хранения и стабилизации плодов вишни [7].

После 20 дней хранения при низких температурах естественная убыль массы плодов в ОА была почти в 3 раза выше, чем в МА и составляла у сорта Десертная Морозовой – 4,1 и 1,2%, у сорта Лебедянская – 6,2 и 2,0%, у сорта Харитоновская 4,0 и 1,2%, у сорта Тамарис – 5,2 и 1,4% соответственно.

Вкус и внешний вид плодов в ОА и МА были типичные для сорта. Плодоножки в МА оставались зелеными, в то время как в контроле — подсохшими.

Два дня «жизни на полке» (t=20-22°С) плодов, хранившихся в ОА, способствовали резкому увеличению убыли массы, что вызвало увядание плодов, а сильное подсыхание плодоножек — резко ухудшило их внешний вид (товарные качества), физиологический стресс (резкое повышение температуры) активировал созревание плодов, что способствовало развитию грибной гнили (до 20%). После двух суток «жизни на полке» плоды, хранившиеся в МА, оставались свежими и имели типичный для изучаемых сортов вкус, что было высоко оценено: дегустационная оценка сортов Десертная Морозовой, Лебедянская, Харитоновская, Тамарис составляла – 4,7, 4,8, 4,8 и 4,4 балла соответственно (в условиях ОА – 4,1, 4,1, 4,2 и 4,0 балла соответственно).

Увеличение продолжительности хранения вишни в МА (до 30 суток) не целесообразно, это приводит к появлению внутреннего разложения отдельных плодов, которое изменяет характерную для сорта окраску (до коричневой) и вкус (плоды становятся несъедобными).

Боярышник. Основная проблема при хранении боярышника – увядание (вплоть до усыхания) и поражение грибными заболеваниями. Установлено, что в условиях модифицированной атмосферы обеспечивается надежное сохранение товарных и пищевых качеств боярышника сорта Огни Мичуринска в течении 8 месяцев хранения (и это не предел!). За этот период плоды, хранившиеся в ОА, полностью потеряли товарный вид — сморщились и высохли, потеря массы составила 28,6% (в МА 5,4%). Потенциал лежкоспособности плодов, хранившихся в МА обеспечивал возможность их дальнейшего хранения и « жизни на полке» при повышенных температурах в течении 10 дней.

Капуста. Во многих странах мира считается царицей овощей. В ней содержится большая группа витаминов, аминокислот, органических кислот, сахаров, белковых веществ, углеводов, макро и микроэлементов, пектин и клетчатка. Во многих видах капусты обнаружено вещество аскорбиген, препятствующее развитие раковых опухолей, подавляющее их рост, в брокколи обнаружено особое вещество сульфорафан, которое препятствует развитию рака желудка.

Использование МА положительно влияло на сохранение всех изучаемых видов капусты. Однако, после выгрузки из МА у капусты цветной и брокколи наблюдалась быстрая потеря качества. Послеуборочная обработка препартом Фитомаг®, сохраняла качество изучаемых видов капусты как при хранении, так и после выгрузки из МА [8].

Цветная капуста. После 2 месяцев хранения в ОА головки цветной капусты темнеют и повреждаются грибными гнилями, особенно в местах потертостей. Закладка головок со здоровыми кроющими листьями увеличивает продолжительность их хранения. В период послеуборочного созревания головка интенсивно темнеет (приобретает желтовато – коричневый цвет), кроющие листья желтеют и отделяются. В наших исследованиях использование ингибитора этилена замедляло старение цветной капусты в ОА и МА, кроющие листья оставались свежими (зелеными), не отделялись от головок. При имитации «жизни на полке» высокие товарные качества сохранялись только в варианте МА+ Фитомаг®. Использование этой технологии обеспечивает продление сроков хранения цветной капусты до 2 – 2,5 месяцев, с максимальным сохранением товарных качеств.

Брокколи. На хранение закладывают группы мелких зелёных бутонов, собранных в небольшую рыхлую головку. Капуста характеризуется высокой интенсивностью дыхания и требует быстрого охлаждения после уборки. После 1 месяца хранения в ОА ткани головки размягчаются, происходит интенсивная потеря массы и распускание соцветий.

Использование МА снижало убыль массы, но ухудшало товарные качества продукта: цвет бутонов изменялся от сочно — зеленого к блекло – зеленому, головки были «запаренными» и практически непригодными для реализации. При помещении продукции в комнатные условия (всего за сутки), ухудшение качества капусты продолжилось – головки обесцветились, ткани размягчились, развились микробиологические заболевания.

В варианте МА+ Фитомаг® после 2 месяцев хранения соцветия оставались свежими, здоровыми, зелеными без постороннего запаха. Незначительные повреждения развивались лишь на 4 день пребывания головок брокколи в комнатных условиях.

Технология МА+ Фитомаг® в течении двух месяцев позволяет сохранить высокие товарные качества капусты как при хранении, так и при доведении до потребителя.

Капуста пекинская. Нежные сочные листья пекинской капусты формируют розетку или рыхлый кочан. Окраска листьев может варьировать от желтой до ярко-зеленой.

Капуста пекинская характеризуется интенсивной потерей влаги, питательных веществ и поражением микробиологическими заболеваниями.

После двух месяцев хранения капусты в ОА было отмечено обесцвечивание листьев, кроющие – загнивали и подсыхали. В МА этот процесс протекал значительно медленнее, убыль массы ниже, чем в ОА.

Послеуборочная обработка ингибитором этилена в течении 2 месяцев обеспечивала сохранение качества кочанов (окраска листьев оставалась зеленой) при хранении в ОА и МА. В варианте МА+ Фитомаг® высокие товарные качества капусты пекинской сохранялись в течении 3 месяцев хранения.

Белокочанная капуста. Лежкость белокочанной капусты определяется глубиной и продолжительностью периода покоя. Завершение дифференциации верхушечной почки означает его окончание, что сопровождается повышением интенсивности дыхания, повышением активности окислительно-восстановительных ферментов, резким увеличением потерь от грибных заболеваний [4].

После 5 месяцев хранения кочанов (контроль) в ОА цвет покровных листьев изменялся от зеленого до желто-зеленого, они легко отделялись от кочерыги, поражались грибными гнилями.

Использование препарата Фитомаг® для обработки капусты снизило развитие физиологических и грибных заболеваний при хранении в ОА и практически исключило — в МА, продлевая сроки до 7-8 месяцев, с максимальным сохранением качества продукции.

Выводы:

1. Использование модифицированной атмосферы (пакеты фирмы «SteРak») позволяет продлить сроки хранения скоропортящихся плодов, ягод и овощей с максимальным сохранением товарных и вкусовых качеств.

2. Оптимальная продолжительность хранения в модифицированной атмосфере плодов вишни, ягод смородины черной, смородины красной, жимолости составляет – 20 суток, малины – 10 суток, земляники – 12-15 суток, боярышника – 8 месяцев.

3. Использование технологии МА+ Фитомаг® обеспечивает продление сроков хранения капусты брокколи до 2 месяцев, цветной до 2-2,5 месяцев, пекинской капусты до 3 месяцев, капусты белокочанной до 7-8 месяцев и обеспечивает сохранение их товарных качеств, как при хранении, так и при доведении до потребителя.

Особую роль технологии МА и МА+ Фитомаг® для хранения скоропортящихся плодов, ягод и овощей играют в повышении конкурентоспособности продукции и предприятий, их производящих.

Благодарности. Авторы выражают благодарность сотрудникам отдела ягодных и косточковых культур института Жидехиной Т.В., Брыксину Д.М., Новоторцеву А.А., и кафедре овощеводства МичГАУ за предоставление объектов исследований.

Литература

1. Гудковский В.А. Современные и новейшие технологии хранения плодов (физиологические основы, преимущества и недостатки) / В.А. Гудковский, Л.В. Кожина, А.Е. Балакирев // Труды Всероссийского научно-исследовательского института садоводства им. И.В. Мичурина. Научные основы садоводства: Сб. науч. Трудов. – Воронеж.: Кварта, 2005. — С.309-325.
2. Tian M.S. Response of strawberry fruit to 1-Methylcyclopropene (1-MCP) and ethylene / Tian M.S., Prakash S., Blgar H.J., Young H., Burmeister D.M. & Ross G.S. // Plant Growth Regulation. — 2003. 32.-P. 85-90.
3. Watkins C.B., Miller W.B. Implications of 1-Methylcyclopropene Registration for Use on Horticultural Products.-2003. —
   
4. 4. Широков Е.П., Полегаев В.И. Хранение и переработка плодов и овощей.-3-е изд., перераб. И доп.-М.: Агропромиздат, 1989.-302с.
5. Гудковский, В.А Краткосрочное хранение ягод смородины в пакетах фирмы «StePac» при пониженных температурах /В.А. Гудковский, Л.В. Кожина, А.Е. Балакирев, Ю.Б. Назаров // Интродукция нетрадиционных и редких растений: материалы VIII Междунар. научно-метод. конф. . 8-12 июня. Т.1 – Воронеж: Кварта, 2008. С.199-201.
6. Гудковский, В.А. Возможности продления сроков реализации ягод жимолости. /В.А. Гудковский, Л.В. Кожина, А.Е. Балакирев, Ю.Б. Назаров, Т.В. Жидехина // Состояние и перспективы развития культуры жимолости в современных условиях: материалы I Междунар. научно-метод. дистанционной конф. (Мичуринск – наукоград РФ. 1-23 апреля 2009). – Мичуринск 2009. С. 178-181.
7. Гудковский, В.А Краткосрочное хранение плодов вишни в пакетах фирмы «StePac» при пониженных температурах. / В.А. Гудковский, Л.В. Кожина, А.Е. Балакирев, Ю.Б. Назаров // Интродукция нетрадиционных и редких растений: материалы VIII Междунар. научно-метод. конф. 8-12 июня. Т.1 – Воронеж: Кварта, 2008. С.87-89.
8. Гудковский, В.А. Новая технология хранения овощных культур с использованием ингибитора этилена и модифицированной атмосферы / В.А. Гудковский, Л.В. Кожина, А.Е. Балакирев, Ю.Б. Назаров // Интродукция нетрадиционных и редких растений: материалы VIII Междунар. научно-метод. конф. . 8-12 июня. Т.III – Воронеж: Кварта, 2008. С.245- 247.